一种水电解制氢装置的制作方法

本发明涉及制氢技术领域，具体涉及一种水电解制氢装置。

背景技术：

水电解制氢是目前应用较广并且比较成熟的制氢方法之一。用水作原料制氢的过程实际上是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式的能量，就可以使水分解。利用电能使水分解生产氢气的效率一般在75%～85%，这种制氢方法工艺过程比较简单，也没有污染，但是要消耗很多电，一般每立方米氢气耗电4～5.5度，因此从节约能源方面考虑，这种制氢方法受到一定的限制。

另外，据统计目前全国年排污量约为350亿立方米,但城市污水集中处理率仅为15%，全国超过80%的城市污水未经任何有效的收集处理就直接排放到附近的水体，使得原本具有泄洪和美化景观作用的河渠变成了天然污水渠。特别是在全国2200座县城与19200个建制镇中，污水排放量约占污水排放总量的一半以上，但这些中小城市(镇)的污水处理能力都明显低于全国平均水平。

现有的水电解制氢装置对太阳能的利用率很少，现实生活和生产中产生的废水直接排放到河流中，造成环境污染，且水电解制氢装置产生的氢气和氧气没有进行分别存储，不利于使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水电解制氢装置，能够解决现有的水电解制氢装置对太阳能的利用率很少，现实生活和生产中产生的废水直接排放到河流中，造成环境污染，且水电解制氢装置产生的氢气和氧气没有进行分别存储，不利于使用的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水电解制氢装置，包括制氢室，所述制氢室内设有污水处理装置、电解制氢装置、储气装置和太阳能发电装置；

所述污水处理装置包括污水净化箱和储水罐，所述污水净化箱一侧连接有污水管，所述污水管上设有吸水泵，所述污水管的输入端安装有粗过滤网，所述污水净化箱另一侧通过管道与所述储水罐连接；

所述电解制氢装置包括电解池，所述电解池通过管道与所述储水罐连接，所述管道上设有第一电磁阀，所述电解池内设有隔膜，所述隔膜将电解池分为阳极室和阴极室，所述阳极室和所述阴极室底部相通，所述阳极室内设置有电解阳极，所述阴极室内设置有电解阴极；

所述储气装置包括氧气罐和氢气罐，所述氧气罐上连接有氧气管，所述氧气管远离氧气罐的一端套设在所述电解阳极上，所述氢气罐上连接有氢气管，所述氢气管远离氢气罐的一端套设在所述电解阴极上，所述氢气罐上设有排气口，所述排气口内侧设有湿度检测仪；

所述太阳能发电装置包括太阳能板和箱体，所述太阳能板安装在所述制氢室顶部，所述箱体设置在制氢室内壁上，所述箱体内设有整流器，所述整流器的电源输入端与所述太阳能板的电源输出端连接。

本技术方案中，通过设置污水处理装置利于将城市或生产中排放的污水进行净化处理，净化后的干净的纯水用于进行水电解制氢，解决了污水直接排放对环境造成污染；通过设置太阳能发电装置利于充分利用自然资源对制氢装置供电，节约成本；储气装置能够使水电解制氢过程中产生的氢气和氧气进行分别存储，方便使用。

整流器将太阳能板产生的交流电转换为直流电，为本装置提供用电。工作时，将污水管一端放置于污水池内，蓄电池组给吸水泵供电，将污水抽至污水净化箱内，在此过程中，污水管输入端的粗过滤网对污水中的杂质进行过滤，污水进入污水净化箱后层层过滤，最终将净化后的干净的水输送至储水罐内存储，本发明中利用纯水作电解液。打开第一电磁阀，纯水进入电解池内，蓄电池组将直流电输送至电解阳极和电解阴极，电解阳极和电解阴极便可以对电解液进行电解，电解过程中阴极室产生的氢气通过氢气管输送至氢气罐内存储，阳极室的氧气通过氧气管输送至氧气罐内存储。

优选地，所述箱体内部还设置有蓄电池组，所述蓄电池组的输入端与所述整流器的输出端连接，蓄电池组用于对直流电进行存储。

优选地，所述氧气罐和所述氢气罐上均设置有压力检测仪和报警灯。

本技术方案中，通过在氧气罐和氢气罐上设置压力检测仪和报警灯，利于实时监测罐内气体容量，当压力检测仪监测到罐内压力达到设定数值时，报警灯发出警报，提示工作人员处理。

优选地，所述氢气罐一侧连接有氢气干燥装置，所述氢气干燥装置通过管道与氢气罐连接，所述管道上设有第二电磁阀。

本技术方案中，通过设置氢气干燥装置利于将氢气进行干燥处理，氢气罐排气口的内侧设置有湿度检测仪，利于对氢气湿度进行检测，当湿度过高时，打开第二电磁阀，氢气进入氢气干燥装置内进行干燥处理。

优选地，所述电解阳极、电解阴极、第一电磁阀、第二电磁阀、报警灯和吸水泵均与所述蓄电池组联接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明通过设置污水处理装置、太阳能发电装置和储气装置，利于充分利用自然能源，节约城市用电，使得污水净化后再次利用，避免直接排放造成环境污染，且氢气和氧气能够实现分别存储。

2.通过在污水管输入端设置粗过滤网，利于减轻污水净化箱的净化负担。

通过在氧气罐和氢气罐上分别设置压力检测仪和报警灯，当压力检测仪测试到储存罐内侧的压力快到达设定的数值时，报警灯会对外报警，提醒工作人员及时处理。

3.通过设置氢气干燥装置，利于对不符合湿度标准的氢气进行干燥，从而将符合标准的氢气排出使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种水电解制氢装置的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种水电解制氢装置的内部结构示意图。

附图标记说明：

1-制氢室、2-污水净化箱、3-储水罐、4-污水管、5-吸水泵、6-粗过滤网、7-电解池、8-第一电磁阀、9-隔膜、10-阳极室、11-阴极室、12-电解阳极、13-电解阴极、14-氧气罐、15-氢气罐、16-氧气管、17-氢气管、18-排气口、19-湿度检测仪、20-太阳能板、21-箱体、22-整流器、23-蓄电池组、24-压力检测仪、25-报警灯、26-氢气干燥装置、27-第二电磁阀、28-排液管、29-排液阀。

具体实施方式

下面结合说明书附图，以举例的方式对本发明创造的内容作出详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1-2所示，一种水电解制氢装置，包括制氢室1，所述制氢室1内设有污水处理装置、电解制氢装置、储气装置和太阳能发电装置；

所述污水处理装置包括污水净化箱2和储水罐3，所述污水净化箱2一侧连接有污水管4，所述污水管4上设有吸水泵5，所述污水管4的输入端安装有粗过滤网6，利于对污水进行粗过滤，减轻污水净化箱2的净化压力；所述污水净化箱2另一侧通过管道与所述储水罐3连接，净化后的水存储在储水罐3内待用；

所述电解制氢装置包括电解池7，所述电解池7通过管道与所述储水罐3连接，所述管道上设有第一电磁阀8，所述电解池一侧还设有排液管28，排液管28上设有排液阀29，电解液使用一段时间后电解效果变差，需要更换电解液，打开排液阀29废电解液通过排液管28排出，打开第一电磁阀8，新的电解液进入电解池7内；所述电解池7内设有隔膜9，所述隔膜9将电解池7分为阳极室10和阴极室11，所述阳极室10和所述阴极室11底部相通，利于电解液流通；所述阳极室10内设置有电解阳极12，所述阴极室11内设置有电解阴极13；

所述储气装置包括氧气罐14和氢气罐15，所述氧气罐14和所述氢气罐15上均设置有压力检测仪24和报警灯25，所述氧气罐14上连接有氧气管16，所述氧气管16远离氧气罐14的一端套设在所述电解阳极12上，所述氢气罐15上连接有氢气管17，所述氢气管17远离氢气罐15的一端套设在所述电解阴极13上，所述氢气罐15上设有排气口18，所述排气口18内侧设有湿度检测仪19；

所述太阳能发电装置包括太阳能板20和箱体21，所述太阳能板20安装在所述制氢室1顶部，所述箱体21设置在制氢室1内壁上，所述箱体21内设有整流器22，所述整流器22的电源输入端与所述太阳能板20的电源输出端连接；所述箱体21内部还设置有蓄电池组23，所述蓄电池组23的输入端与所述整流器22的输出端连接。

所述电解阳极12、电解阴极13、第一电磁阀8、第二电磁阀27、报警灯25和吸水泵5均与所述蓄电池组23联接。

工作原理：工作时，将污水管4一端放置于污水池内，蓄电池组23给吸水泵5供电，将污水抽至污水净化箱2内，（污水净化箱已属于现有技术，在此不再赘述），在此过程中，污水管4输入端的粗过滤网6对污水中的杂质进行过滤，污水进入污水净化箱2后层层过滤，最终将净化后的干净的水输送至储水罐3内存储，本发明使用纯水作电解液。打开第一电磁阀8，纯水进入电解池7内，蓄电池组23将直流电输送至电解阳极12和电解阴极13，电解阳极12和电解阴极13便可以对电解液进行电解，电解过程中电解阴极13产生的氢气通过氢气管17输送至氢气罐15内存储，氢气从氢气罐15上的排气口18排出，电解阳极12的氧气通过氧气管16输送至氧气罐14内存储。

实施例2

与实施例1相同，不同之处在于：所述氢气罐15一侧连接有氢气干燥装置26，所述氢气干燥装置26通过管道与氢气罐15连接，所述管道上设有第二电磁阀27。

当氢气罐15排气口18内侧的湿度检测仪19检测到氢气湿度达不到标准时，此时第二电磁阀27打开，将氢气输送至氢气干燥装置26内进行干燥，氢气达到标准要求即可排出使用。

本发明提供了一种水电解制氢装置，通过太阳能发电节约能源，污水净化后用作电解液，提高水的利用率，同时避免污水直接排放造成环境污染，电解产生的氧气和氢气分别存储，方便使用。本发明的技术方案具有较高的使用价值。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其申请构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。